做閉環(huán)控制時(shí)一般要求增益曲線呈單調(diào)性，比如LLC電路的增益曲線就有個(gè)容性、感性分界線，如果在分界線的一側(cè)能工作正常那么跑到另一側(cè)就不能正常工作。其原因大概是整個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)要呈負(fù)反饋特性，如果工作點(diǎn)跑到另一側(cè)就變成了正反饋特性。有一種解決辦法是時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并改變補(bǔ)償器的反饋特性，滿足不同工作點(diǎn)（頻率點(diǎn)）下整個(gè)系統(tǒng)都呈負(fù)反饋特性，比較典型的例子是MPPT（最大功率點(diǎn)跟蹤）控制策略。

MPPT控制策略有多種這里特指擾動(dòng)法，在PSIM仿真軟件中自帶了幾種擾動(dòng)法實(shí)例列舉其一：

                                               圖1-1 MPPT擾動(dòng)法原理圖

這種控制策略是通過擾動(dòng)判斷反饋特性并時(shí)時(shí)糾正。

換一個(gè)角度看這個(gè)問題，如果對(duì)MPPT的功率曲線求導(dǎo)如下：

                                                    圖1-2 MPPT功率曲線及求導(dǎo)

從右側(cè)的導(dǎo)數(shù)曲線可以較容易的判斷出左側(cè)功率曲線的變化趨勢(shì)，其過零點(diǎn)處既為最大功率點(diǎn)，擾動(dòng)在這里最大的作用就是產(chǎn)生△V并通過測(cè)量△P判斷出當(dāng)前曲線斜率。圖1-1的這種形式由于擾動(dòng)量直接加在補(bǔ)償環(huán)節(jié)存在一個(gè)缺點(diǎn)，擾動(dòng)量小動(dòng)態(tài)響應(yīng)慢，擾動(dòng)量大波動(dòng)大（有一種變步長能改善這個(gè)問題）。

圖1-1的仿真結(jié)果如下：

                                                             圖1-3 MPPT仿真結(jié)果

圖中紅色曲線是SolarCells的最大輸出功率（模擬動(dòng)態(tài)變化），藍(lán)色曲線是跟蹤功率，但在高精度傳感器應(yīng)用中是不期望存在這個(gè)波動(dòng)量的，是否有其它解決方案？

準(zhǔn)備用Saber軟件搭建一個(gè)MPPT仿真電路，首先模擬一下P/V曲線（通過掃描輸出電壓得到），電路如下：

                                           圖2-1 輸出電壓掃描P/V曲線電路

Saber中的SolarCells參數(shù)具體還不知道如何設(shè)置，不過對(duì)原理分析影響不大，仿真結(jié)果如下：

                                              圖2-2 不同光強(qiáng)下的P/V曲線

根據(jù)圖1-2的特性，非單調(diào)增益曲線的導(dǎo)數(shù)為單調(diào)曲線（這里不討論多峰值問題），如果以dW/dV為被控量則補(bǔ)償環(huán)節(jié)就可按常規(guī)電路來設(shè)計(jì)，根據(jù)這一思路得到的仿真結(jié)果如下：

                                           圖2-3 Saber仿真動(dòng)態(tài)MPPT波形

上圖中的W1是MPPT跟隨功率，V1是輸出電壓，W0是不同光強(qiáng)下的最大輸出功率，方式跟圖2-2一樣由掃描得到，如下：

                                          圖2-4 掃描得到SolarCells最大輸出功率

目前對(duì)功率取微分采用的離散式，當(dāng)逐漸降低微分時(shí)間同時(shí)功率及輸出電壓的波動(dòng)性也會(huì)下降，對(duì)動(dòng)態(tài)特性還未發(fā)現(xiàn)有什么影響。

                                     圖2-5 小微分時(shí)間得到的MPPT波形

如果無限降低微分時(shí)間比如用模擬微分電路，不知道是否能將波動(dòng)降為零也可能這樣的MPPT電路根本無法工作？

之前的硬件MPPT電路經(jīng)過改進(jìn)已經(jīng)可以工作的比較理想了（虛線為掃描結(jié)果）：

                                                圖3-1 改進(jìn)后純硬件MPPT波形

但是這種工作模式只能鎖定在最大功率而不能鎖定在其它位置上，比如下面這種應(yīng)用，

                                            圖3-2 三極管功耗

控制三極管的Vce電壓0~Vcc變化，三極管上的功耗為拋物線狀非單調(diào)曲線，如何精確設(shè)置三極管的功耗在0~0.5W之間？為解決功率曲線的非單調(diào)性問題可引入微分器件dw/dv，以微分量作為被控量進(jìn)行控制，系統(tǒng)就變成單調(diào)系統(tǒng)，電路及仿真結(jié)果如下：

                                            圖3-3 用微分進(jìn)行系統(tǒng)變換

                                                       圖3-4 仿真結(jié)果

仿真結(jié)果顯示達(dá)到預(yù)期目的可以鎖定在拋物線的任意位置（實(shí)為鎖定在不同斜率值處），未發(fā)現(xiàn)擾動(dòng)量、紋波量。